LED工礦燈具知識培訓

1、 奇辰照明電器有限公司奇辰照明電器有限公司LED (Light Emitting Diode)，又稱發(fā)光二極管，是利用固體半導體芯片作為發(fā)光材料，當兩端施加正向電壓時，半導體中的載流子發(fā)生復合，放出過剩的能量而引起光子發(fā)射產(chǎn)生可見光、遠紅外光、近紅外光。LED的心臟是一個半導體的晶片，晶片的一端附在一個支架上，一端是負極，另一端連接電源的正極，使整個晶片被環(huán)氧樹脂封裝起來。半導體晶片由兩部分組成，一部分是P型半導體，在它里面空穴占主導地位，另一端是N型半導體，在這邊主要是電子。但這兩種半導體連接起來的時候，它們之間就形成一個“P-N結(jié)”。當電流通過導線作用于這個晶片的時候，電子就會被推向P區(qū)，

2、在P區(qū)里電子跟空穴復合，然后就會以光子的形式發(fā)出能量，這就是LED發(fā)光的原理。而光的波長決定光的顏色，是由形成P-N結(jié)材料決定的。 LED PN結(jié)結(jié)LED PN結(jié)位于 LED 芯片內(nèi)部LED 結(jié)溫 (Tj) 無法直接測量壽命長光效高無輻射低功耗驅(qū)動電壓低可以調(diào)光控制定向發(fā)光體積小光通量（lm）由一光源所發(fā)射并被人眼感知之所有輻射能量稱之為光通量。 光通量用符號表示，單位為流明（lm）。 一般情況下，同類型的燈的功率越高，光通量也越大。發(fā)光強度（cd） 光源在某一方向立體角之內(nèi)光通量大小。單位：坎德拉(candela,cd) 一般而言，光源會向不同方向以不同之強度放射出其光通量。在特定方向所放出

3、之可見光輻射強度稱為光強度。亮度（cd/m²) 亮度（L） 是表示眼睛從某一方向所看到物體反射光的強度。單位：坎德拉/平方米cd/m2 色溫 ( Color Temperature )當光源所發(fā)出的光的顏色與黑體在某一溫度下輻射的顏色相同時，黑體的溫度就稱為該光源的色溫，用絕對溫度K（開爾文，開氏度 = 攝氏度 + 273.15 ）表示。顯色性(Color rendering property)原則上，人造光線應(yīng)與自然光線相同，使人的肉眼能正確辨別事物的顏色，當然，這要根據(jù)照明的位置和目的而定。光源對于物體顏色呈現(xiàn)的程度稱為顯色性。通常叫做顯色指數(shù)（Ra）。顯色性是指事物的真

4、實顏色（其自身的色澤）與某一標準光源下所顯示的顏色關(guān)系。Ra值的確定，是將DIN6169標準中定義的8種測試顏色在標準光源和被測試光源下做比較，色差越小則表明被測光源顏色的顯色性越好。Ra值為100的光源表示，事物在其燈光下顯示出來的顏色與在標準光源下一致照度 (Illuminance, E)單位：勒克斯 (Lux, lx) 照度是光通量與被照面之比值。1 lux之照度為1 lumen之光通量均勻分布在面積為一平方米之區(qū)域1勒克斯（lx）相當于被照面上光通量為1流明（1m）時的照度。夏季陽光強烈的中午地面照度約5000 1x，冬天晴天時地面照度約為2000 1x，晴朗的月夜地面照度約0.2 1

5、x。有時為了充分利用光源，常在光源上附加一個反射裝置，使得某些方向能夠得到比較多的光通量，以增加這一被照面上的照度。例如汽車前燈、手電筒、攝影燈等。什么叫LED光衰 光衰是指LED經(jīng)過一段時間的點亮后,其光強會比原來的光強要低,而低了的部分就是LED的光衰。一般LED封裝廠家做測試是在實驗室的條件下(25的常溫下),以20MA的直流電連續(xù)點亮LED1000小時來對比其點亮前后的光強.行業(yè)內(nèi)部標準為：1000小時光衰為0。3000小時光衰為1% 10000小時光衰為3% 。5萬小時光衰不大于30%就可以。一顆LED燈珠理想壽命的使用環(huán)境溫度是在30度，此時LED白燈工作時的支架溫度不會超過45度

6、。當然，溫度越高燈珠的光衰越快。導熱硅脂導熱硅脂也叫散熱膏、導熱膏是一種高導熱絕緣有機硅材料，幾乎永遠不固化，可在-50+230的溫度下長期保持使用時的脂膏狀態(tài)。優(yōu)點：具有優(yōu)異的電絕緣性，又有優(yōu)異的導熱性(導熱系數(shù)2.0 W/mK。）缺點：長時間處在高溫下易蒸發(fā)粉狀。導熱硅膠導熱硅膠導熱硅膠是高端的導熱化合物，不會導電的特性可以避免諸如電路短路等風險（導熱系數(shù)1.2 W/m.K）優(yōu)點：具有高粘結(jié)性能和超強的導熱效果，絕緣的性能缺點：不適用于聚碳酸酯（PC）和銅材料的應(yīng)用，阻熱系數(shù)高。石墨片石墨片散熱效率高、占用空間小、重量輕，沿兩個方向均勻?qū)?，（導熱系?shù)1501200W/m.k）優(yōu)點：優(yōu)秀的

7、導熱系數(shù)，比金屬的導熱還好，熱阻低。缺點：需固定、難絕緣、安裝復雜第一種： 物質(zhì)本身或當物質(zhì)與物質(zhì)接觸時，能量的傳遞就被稱為熱傳導，這是最普遍的一種熱傳遞方式，由能量較低的粒子和能量較高的粒子直接接觸碰撞來傳遞能量。相對而言，熱傳導方式局限于固體和液體，因為氣體的分子構(gòu)成并不是很緊密，它們之間能量的傳遞被稱為熱擴散。第二種： 對流指的是流體(氣體或液體)與固體表面接觸，造成流體從固體表面將熱帶走的熱傳遞方式。具體應(yīng)用到實際來看，熱對流又有兩種不同的情況，即：自然對流和強制對流。自然對 流指的是流體運動，成因是溫度差，溫度高的流體密度較低，因此質(zhì)量輕，相對就會向上運動。強制對流則是流體受外在的強

8、制驅(qū)動(如風扇帶動的空氣流動),驅(qū)動力向什么地方，流體就向什么地方運動，因此這種熱對流更有效率和可指向性。第三種： 熱輻射是一種可以在沒有任何介質(zhì)的情況下，不需要接觸，就能夠發(fā)生熱交換的傳遞方式，也就是說，熱輻射其實就是以波的形式達到熱交換的目的。一切溫度高于絕對零度的物體都能產(chǎn)生熱輻射，溫度愈高，輻射出的總能量就愈大，短波成分也愈多。對于LED來說一般分為兩種電源：恒功率和恒流。恒功率：是輸出電流和電壓的乘積，一般是輸出電壓恒定，檢測負載電流超過額定值是保護。恒流：是輸出電壓在一定范圍，但只要檢測到負載，輸出電流一直按額定恒流不變，就是輸出一直固定電流。一般情況下，電源內(nèi)損壞最多的元件以二極

9、管、保險管為主。主要是LED光源透鏡與LED芯片的視角發(fā)生多次折射，以及透鏡所使用的材料的散粉含量，等綜合因素所產(chǎn)生的。好的LED光圈為均勻的一個圓，差的LED光斑分為黃藍兩色不均勻分布，其原因是：由于白光LED本身制造工藝上的缺陷加上與反射杯或透鏡的配合誤差，則造成“黃圈”現(xiàn)象。其中大部分造成光圈的原因為反光杯或透鏡不匹配。光效單位：流明每瓦lm/W 光效是指電能轉(zhuǎn)換成光能的效率。光效的計算： 光效=光通量/功率 例如：100W的路燈，光通量是12000Lm,光效就等于12000/100=120Lm/W。反推知道功率、光效，求光通量：100*120=12000Lm。大功率：1w以上小功率：1

10、w以下仿流明燈珠：仿流明燈珠：模仿美國琉明斯（ Philips Lumileds）的一種分裝形式的，封裝形式上一樣，但是品質(zhì)比原廠要差很遠。Copyright 2006, Cree, Inc. 在大功率在大功率LEDLED中，散熱是個很重要問題。中，散熱是個很重要問題。若不采取散熱措施，則大功率若不采取散熱措施，則大功率LEDLED的芯片溫的芯片溫度會急速上升，當其結(jié)溫（度會急速上升，當其結(jié)溫（TjTj）上升超過最）上升超過最大允許溫度時（一般是大允許溫度時（一般是150150），大功率），大功率LEDLED會因過熱而損壞。因此在大功率會因過熱而損壞。因此在大功率LEDLED燈具設(shè)燈具設(shè)計中，

11、計中，最主要的設(shè)計工作之一就是散熱設(shè)計最主要的設(shè)計工作之一就是散熱設(shè)計。 LED芯片的PN結(jié)處是LED發(fā)光的唯一來源。在通電發(fā)光狀態(tài)下,PN結(jié)區(qū)域?qū)⒆兊梅浅?。當LED在長時間處于高溫工作狀態(tài)下,將會影響光輸出及使用壽命。對對于于LEDLED的結(jié)溫能的結(jié)溫能產(chǎn)產(chǎn)生影生影響響的因的因數(shù)數(shù)有有： 室溫下的室溫下的LEDLED周周圍圍的的環(huán)環(huán)境溫度境溫度 熱熱系統(tǒng)的系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組成及組成及導熱導熱材料的材料的熱熱阻阻 通通過過LEDLED的的電電流大小流大小用熱阻來衡量LED熱量從 PN結(jié)通過導熱通道將熱量導出的能力低熱阻 = 良好散熱jspRth j-sp: Rth j-sp: 從從PNPN結(jié)結(jié)(j) (j) 到焊點到焊點 (sp)(sp)的熱阻的熱阻 單位單位: : /W/WCopyright 2006, Cree, Inc.一般而言, 開啟30分鐘(1200 sec) 后基本達到熱平衡必須有一個能較長時間工作的好的熱沉01020304050607080901000100200300400500600700800900Time (Sec)Temperature (C)200 mA350 mA450 mA功率功率 P(W) = 電壓(V) x 電流 (A)例: 3.3V x 0.35 A = 1.155 W已知單顆燈珠電壓為3.2V，電流為0.35A，